艾睿光电：2023热像新能源锂电池行业解决方案白皮书（45页）.pdf

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1、新能源锂电池行业解决方案烟台艾睿光电科技有限公司睿创微纳（股票代码：688002）全资子公司助力中国新能源行业建设艾睿光电 科创板首批上市企业睿创微纳（SSE:688002）全资子公司，专注于红外成像技术和产品的研发制造 产品涵盖红外探测器、机芯模组和民用红外热像仪 技术国内领先，国际先进，国内首家（全球第二家）发布10m 12801024非制冷红外探测器 国内唯一一家可以批量供货12m 12801024、1024768、640512、384288、256192、160120全系列非制冷红外热成像探测器及机芯组件艾睿光电 锂电行业背景介绍01PART02PART03PART红外应用场景艾睿光电

2、产品方案04PART案例分享锂电行业背景介绍01PART国家、地方政策双轮驱动，持续推动新能源汽车发展浪潮。中国原油自给率30%，远低50%的国际警戒线，替代能源的重要性与日俱增。新能源汽车“三电”技术基本成熟，续航里程和电池组能量逐步提升，技术产品化相对成熟。我国的碳排放目标坚定，政策和措施明确，国家希望二氧化碳排放力争在2030年前达到峰值，争取2060 年前实现碳中和。行业背景国家规划愿景，2025年新能源汽车销量有望突破500万（2020年130万），处于快速发展阶段。由于核心零部件的研发与车企逐渐分离，车企获得更大发展空间。辅助驾驶、车联网、智能座舱和人机交互的发展将大幅提升车主驾驶

3、体验。行业现状认同新能源理念，首要购车原因上下班代步。电池质量和稳定性为车主购车时关注的主要因素。近9成用户在购车时关注车辆智能化，用户认为智能硬件与自动驾驶为智能汽车的主要优势。电池与充电问题为制约潜在用户购买新能源汽车的主要障碍。用户态度预计到2035年，汽车产业或将基本实现电动化转型。动力电池成本有望储持续下探，高镍、低钴为发展方向。5G的关键能力较4G有大幅提升，在车辆当中的应用有望推进自动驾驶与车路协同 快速发展。SDV不断提升软件在车辆当中的价值，持续为消费者提升驾驶体验。发展趋势背景分析新能源汽车产业链矿产资源提供商电机、电控等零部件提供商上游下游新势力车企传统新能源车企充电桩电

4、池回收、梯次利用后期市场其他相关产业车联网技术研发商自动/辅助驾驶技术研发商高精度地图提供商中游动力电池提供商新能源电池工艺流程（电芯）电芯制造的前段工艺和中段工艺主要完成电池结构的组装加工，这两个过程中电池是未充电的。而在后段工艺中的化成环节，第一次给电芯通电，将电芯激活。前段工艺中，涂布过程中，由于浆料使用了有机溶剂，并需要通过高温加热装置进行干燥，容易引起溶剂火灾或爆炸事故。中段工艺中，注液环节，由于电解液为易燃液体，遇热、遇火极易燃烧，电解液存放区的高温及火灾监控非常必要。在后段工艺中，电芯化成及后处理、检测环节，电芯充电过程中可能因制造缺陷或电池过热发生燃烧或爆炸。正极配料来料检验负

5、极配料正极涂布及辊压负极涂布及辊压正极制片负极制片隔膜卷绕入壳烘烤短路检验注液点焊盖帽封口化成分容外包装出厂出厂检验负极点底滚槽烘烤前段中段后段新能源电池工艺流程（模组、电池包）在动力电池包中，最小的单元就是电芯，一组电芯可以组成一个模组，而几个模组则可以组成一个包。无论是电芯、模组、还是电池包,都要经过一系列的性能测试和可靠性测试，才能进入下一个制造环节。电芯模组电池包电芯是动力电池的最小单位，也是电能存储单元。当多个电芯被同一个外壳框架封装在一起，通过统一的边界与外部进行联系时，这就组成了一个模组。当数个模组被BMS（电池管理系统）和热管理系统共同控制或管理起来后，这个统一的整体就叫做（电

6、池）包。锂电池安全事故频发2021年广西一高校电动汽车突然起火 4辆车5分钟就被烧毁2021年北京大红门储能站起火导致2名消防员牺牲2016年南京的LG电池厂房内起火锂电池安全性问题，主要是电池组发生热失控现象，导致电池发生起火、爆炸。电池在使用过程中，因为碰撞、挤压、穿刺、振动等外力机械作用，和电池外短路、过充电、过放电等电气滥用，以及内部短路等电池质量故障，电池组会发生热失控现象，电池起火、爆炸的安全性问题。因此，为了提升储能电池组的安全性，及时发现异常隐患，最大化的降低电池组热失控的危害和损失。锂电池热监控的必要性分析爆炸火灾整车质量电池包温度监测 电池包爆炸是生产过程中最大的危险之一

7、电池包过热/短路引起瞬间爆炸，造成重大的人员、财产损失 电池包温度过高会引起漏液，而电解液易燃易爆 过充，碰撞等引起电池短路，引起自燃 电池包的温升指标会影响车辆行驶及续航寿命 电池温度有非常严格的管控要求 生产过程中要随时对电池进行监测 电池包的温度随时会影响产线的生产效率 温度是锂电池的关键性能参数，在外部短路、充电、放点、过充电等性能指标中均有温度检测规定；锂电池的温度安全性能一直是电池生产厂商和使用者重点关心的内容；加强锂电的各项温度性能测试是确保锂电池安全性能的重点。行业常见电池安全监测方式对比类型展示图优点存在不足人工手持测温枪点式热电偶/热电阻温度传感器光纤测温双光红外监测设备

8、简单、灵活 操作简单、快速 不影响目标本体结构 单个便宜 测温精度相对高 利用光导纤维传输信号的测温方式 绝缘性能，直接安装到高压触点上，测温精度较高 可视化面/区域检测：可以实现目标区域全覆盖测量，直观显示目标温度分布；724小时实时性，连续性监控，不受光线、黑夜、照明情况的影响，保证监控系统能够实时监测关键目标；双光谱全方位监测：红外测温告警+可见光高清成像同时对电池包进行双光实时监测，既有利于及时发现电池热隐患，也用于发生高温预警后，及时了解现场状况；早期故障预测：设备温度定时采集，绘制出电池包的温度热像图，分析电池包健康状态，全面故障检测，做到早发现，早预防；安装操作简单，不破坏检测目

9、标本体结构。存在工作强度大，监测不及时；受空间、时间等自条件限制；测温过程中经常出现漏测、误报现象，数据不能保持；封闭式的测温，效果不够理想，因设备多为完全封闭结构，红外线被金属壳遮挡，无法穿透，测温数据无法达到满意效果。布线复杂，易损坏目标本体结构；检测点间断，只有检测探头接触的点才能被检测到，检测范围小；响应慢，存在热传导时间，后续人力维护成本高；光纤在长期使用积累灰尘后会导致光纤沿面放电、绝缘性降低，容易造成意外事故；比较硬，具有易折、易断的特性；安装比较复杂，不易维护；在潮湿、水中、油中及有毒、有害的化学环境下无法使用，存在“爬电”隐患，对环境条件要求高；事前没有任何数据积累，不能为用

10、户提供数据分析和趋势分析，不能实现真正的在线检测功能。对安装空间有一定的要求红外应用场景02PART以顶层设计为引领，立足安全管控，依托红外热成像技术、视频监控等信息化技术，搭建新能源生产监控云平台，依据新能源领域的场景需求建设生产过程监控、仓储安全监控、储能站安全监控等全智能应用系统，实现新能源厂房分层布防、全面管控，做到事前预防、报警联动控制；同时推出“智能APP“，加强统一协同监管，助力管控工作进入“互联网+新能源”时代。储能站安全监控系统生产过程监控系统仓储安全监控系统试验间温度监控系统危废处理监测系统电芯温度监测系统+新能源锂电池安全监管体系建设生产过程监控应用3.1应用场景l 客户

11、痛点：锂电池在进行化成、高低温老化、充放电测试、电池模组组装、电池包组装、电池拆解、性能测试等生产环节，由于此时的电池是已经带电的，在整个的生产及测试过程中，电池随时有发生热失控的风险。另外，电芯温度分布不均匀程度，直接影响电池组的电性能和可靠性，需要及时发现和排除。l 当前多采用接触式埋点单点监控的方式，这种方式存在如下问题：只能实现电池局部温度监测，无法准确找到高温点；每个电池需要进行单独埋点，操作繁杂，效率低。电池包电性能测试环节POE交换机NVR硬盘录像机监控电视墙#1#24声光报警灯u电池包热成像监测方案主要是对生产过程中的电池包状态及温度进行监测；u在电池包温度值或者温度变化率发生

12、异常时，及时、准确、可靠地发出预警信号，并可通过热像仪的报警输出端口，实现声光报警和消防联动功能（加装消防灭火装置）；u系统由热像仪、监控软件两大部分组成，具有趋势分析、故障报警、数据记录、24小时实时监测和预警等功能；u通过热像仪采集到的可视化温度图像，准确发现温度异常电池模组或电芯，及早进行处置，确保产品品质和生产安全。大多数锂电厂为了最大化的利用生产空间，静置室/化成室/充放电老化室设计成超高型货架的形式，每一个货架格子里放置装有锂电池的托盘方便装卸。为了及时发现电池热失控的隐患，必须对货架上锂电池进行温度监控与预警。艾睿AT20/AT30搭配自动化设备（机械垛手）进行724小时巡航，可

13、以实现温度的及时监测与预警。点击播放巡航视频AT30锂电池静置室/化成室/充放电老化室温度监控与预警仓储安全监控应用3.2应用场景场景说明u 锂电池在存储过程中，因为碰撞、挤压、振动等外力机械作用，以及内部短路等电池质量故障，电池组会发生热失控现象，造成电池起火、爆炸的安全性问题；u 锂电池安全红外监控系统，实现监控区域全覆盖，当任意存储区域发生温度异常时，工作人员能及时通过前端声光报警装置或是远程监控端及时发现异常，并采取消防措施，减少人员伤亡及财产损失。部署方案推荐选型 精巧型热像仪设备安装电池货架上，实现对面方向货架上的模组、电池包，及走廊全覆盖监测 电动聚焦热像仪安装在墙体、支架等结构

14、上，实现对临时存放区域或者非货架区域的实时监测根据场景空间、安装条件，选择组网设备；多形态设备、高精度算法，满足不同场景的需求。软件功能亮点非接触式精准测温，实时获取仓库的温度分布并输出图像分布及数据，全天24小时在线温度监控，保障其安全运行。系统平台具备报警功能，可以实现温度变化，需要通过短信、APP等进行报警信息推送。点、线、框多样化监测，内置超温诊断AI算法，灵活绘制多个测温区域，对关键部位进行重点监测，超温时自动报警，以便及时发现故障。定时采集仓储电池温度变化数据，绘制仓储电池温度变化曲线，实现电池状态变化评估、趋势分析，提前预警。实时、安全、精确，全面的高性价比解决方案24小时精准测

15、温实时推送报警功能高温自动预警状态评估与提前预警试验间温度监控应用3.3应用场景为了验证锂电池工作的可靠性，会针对锂电池电芯、模组或是电池包做一系列的可靠性试验，如高低温试验、充放电试验、针刺试验、低落试验、落球试验等，以确保所生产电池的安全可靠性。然而，在试验的过程中为监测锂电池的温度变化趋势或是确保试验人员的人身安全，需要有设备可以实时监测试验过程中的温度并进行预警。实时监测区域内的温度变化及温升速率，超出阈值报警；监测试验过程中的温度变化，生成温度曲线，便于后期分析；多台设备组网，实现集中监控；多方式报警，平台报警、短信报警、手机APP报警。主要应用方向，一是：监测电池的热失控状态；二是

16、监测电池在试验过程中的温度变化和温度扩散过程，用于研究分析。场景说明火烧试验落球试验过充试验电性能测试针刺试验电性能测试点击播放巡航视频人员在现场控制落球丢落，每跌一次，采用手持热像仪观察电池包表面温度是否异常。落球试验室采用安装一台精确测温系列摄像机对电池包撞击进行实时温度监控，铁球在撞击电池包时红外设备能够检测到电池包撞击点温度变化，可以实时监控电池包温度，24小时录制测试过程，温度异常，主动预警，通过声音报警的方式提示现场人员及时处理防止危险发生，确保人身安全。测试过程可追溯、温度变化趋势分析、风险点分析挖掘。落球试验传统方案解决方案方案价值点击播放巡航视频针刺试验过充电试验 解决方案：

17、红外热像仪监控实时监测每颗电池的表面温度，测试过程中，温度场清晰可视，实现对测试过程的动态感知、多级报警、温升预警等多种监测机制。方案价值：温升阶段提前预警、完整的测试数据记录(定时采集的温度数据+报警抓图+录像文件)，测试过程温度变化趋势分析。针刺试验过充电试验 背景分析：针刺测试，研究电池在试验过程中温度变化及温度扩散过程，建立分析模型，确认电池安全性的测试；过充电实验，对电池组整体（含电芯、保护电路）的耐过充能力的考核。锂电池温升过程监测与记录 锂离子电池组在进行各种温度变化及充放电相关试验时（eg.针刺试验），为确保其试验安全性，采用热像仪监控每颗电池的表面温度，电池表面有异常升温时极

18、可能出现危险，系统立即启动安全保护机制；研究电池充放电情况下温度变化，形成温度变化曲线，通过温度值及变化速率提早发现电池异常。储能站安全监控应用3.4应用场景目前，国内针对电化学储能电站消防方面的规范标准要求较低，且不能满足现场需求，储能电站在后期的运营中，面临很大的安全隐患。由国家发改委、国家能源局组织起草的电化学储能电站安全管理暂行办法（征求意见稿）中提出，建设单位及运维单位应加强储能电站运行管理，可借助大数据、云计算等数字化技术，实现储能安全状态感知、诊断和预警，提升电站智能运维与安全防控水平。储能系统一般包括蓄电池储能单元、电网接入系统、环境控制单元、报警系统等。主要安全隐患包括：火灾

19、电气引发的火灾：变压器火灾、电缆火灾；电池引发的火灾：冲充放电过程中遇明火、撞击、过充过放等；电解液温度上升等。爆炸蓄电池在充放电过程中产生氢气，若室内通风不畅，外部遭遇明火撞击等，引发爆炸；箱式变压器内部故障引发电弧加温，有燃烧和爆炸的可能。基于储能集装箱现有的系统架构，本方案提出了一种基于红外热像技术的温度监测和预警方案。系统架构 布控简单：安装方式同传统摄像头，无需额外装置；集中监控：可实现多储能站集中监控，即时获取监控信息，解放巡检人力；应用价值：红外热像仪实时监测集装箱内温度，24H全区域覆盖，是储能集装箱消防系统的第二道防线；多场景灵活部署：本地客户端布局简单，现有监控室只需增加一

20、台电脑便可实现储能站集中监控；融媒体云平台实现远程多地区集中监测；手机APP方便工作人员随时随地获取现场情况。u24小时精准测温：非接触式精准测温，实时监测集装箱内的温度分布，全天24小时对储能站内状态的实时在线温度监控，保障其安全运行；u多区域测温：使用过程中，电池组、变流器、电缆、配电等设备易发热部位；具备多区域测温功能，用户可灵活绘制多个测温区域，对关键部位进行重点监测，以便及时发现故障；u超温自动预警：内置超温诊断AI算法，可自动跟踪监测画面中的最高温与最低温，超温时自动报警；智能联动抓图+录像，输出告警信息，联动消防、空调、风机等设备,实现集装箱智能化温度调控。红外感知+可见光，提前

21、预警，将隐患消除在萌芽状态，真正将”被动监控“变为”主动预防”。集装箱储能站内实时监测集装箱储能站周边安防 雷达联动：360机械扫描，实现全方位探测；采用定制的AI算法，不仅能监视并分类地面人员、车辆目标，还能有效预警低空无人机入侵；具有检测精度高、覆盖范围广、安装灵活度高、全天时、全天候。红外+可见光双光视图：24小不间断监测，不受光照、大雾等外界条件影响；支持越界检测、区域入侵、人员聚集、人体行为分析（徘徊、滞留）等多种智能算法。地面监视雷达雷达+视图多维联动危废仓储监测应用3.5应用场景锂电池生产制造过程中，从原材料存储到生产制造，电池拆解报废等环节中，会涉及各种危化品存储和使用。例如电

22、解液存储，报废电池存储。痛点：锂离子电池电解液基本上是有机碳酸酯类物质，是一类易燃物。一般具有易挥发性，易燃性，对存储环境具有较高的要求。一旦发生电解液泄露，遇明火，高温极易产生火灾、爆炸的危险。当前方案采用可见光摄像头进行现场火点监控，对于火点的发生过于延后，不能提前预知并防患于未然。艾睿解决方案：现场安装红外热像仪，对电解液存储间进行24h实时监控；一旦出现具备温度异常，发送报警信号给监控室，第一时间排除隐患。热像仪电解液储存间危化品库是存储和保管储存易燃、易爆、有毒、有害物资等危化品的场所，危化品温控有具体的温度指标，利用热像仪非接触测温的特性，可以昼夜监控，增强仓储安全，减少保安巡检的

23、人力投入以及提升夜晚盲区的监控力度。l 应用点分析 危险品存储、使用检测，热成像IPC对危险品存储的设备温度进行监控，当危险品的温度过高时，及时报警。吸烟检测，仓库因为存放物品可能含危化品，因此附近严禁吸烟，实时对附近吸烟者进行检测，并通过后端平台预警联动并制止。消防救援，火灾发生时，烟雾滚滚的现场无法有效找寻被困人员，热成像的透雾能力可以为逃生提供帮助。气体泄漏、排放检测，非/制冷机芯设备实现（有毒）气体泄漏、排放检测，联动平台实现预警以及报警，防止环境污染、有毒气体大量排放对人身造成的损害危化品存储危化仓库监控架构危废仓储监测系统艾睿光电产品方案03PART艾睿光电红外热像仪性能艾睿光电红

24、外热像仪性能采用公司自研纯国产红外探测器，成像清晰，温度准确测温精度：2/2%防护等级：最高可达IP67支持ONVIF、MODBUS等多种网络协议，系统集成更便捷具备多种智能分析，判断功能，满足电力行业智能化发展需求具有中国电科院，武高所等权威测试报告测温范围：-20550/-20650/01500 低IFOV,成像清晰 热灵敏度高40mk 双光监测 IP67紧凑机身 支持无线WIFI 成像清晰，测温准确 多镜头配置 5寸触摸屏，体验舒适 人体工学设计，提升巡检效率 12m 256红外像素 IP68/IP69K高防护 40mk+550测温高通8核5G平台+6.53大屏 成像清晰，温度准确 测温

25、可高达1500 定焦/电调焦，多种镜头 支持ONVIF等多种协议艾睿光电红外产品选型参考艾睿光电红外产品选型参考 测温精确度高 功耗低 支持火点检测报警 支持主站等多系统联动在线式热像仪智能巡检热像仪特定场景下应用工业热像5G智能终端云台、球机、枪机测温直观通过红外热图，设备的温度分布一目了然。清晰成像从256192到12801024红外分辨率。工具丰富大视场角，属于面测温，在视场角内可以实现点、线、框多点测温，自动跟踪视界内的最高、最低温，可以自动报警输出报警信号，联动报警器实现报警联动。实时观测724小时在线实时测温，任何时间不漏过任何一个异常。历史趋势设备温度变化趋势记录，可视化辅助判别

26、现场运行状态。提前预警传统可见光监控系统仅能在阴燃或明火阶段被发现，热成像可有效在火灾引燃阶段前期发现温度异常，实现提前预警。010203040506安全可靠非接触式热成像测温，工作人员在安全距离外或监控室实时监测设备状态。远程管理支持现场设备远程运维、在线巡检，减少现场巡检次数，提高运检效率。08艾睿光电红外产品和方案特点艾睿光电红外产品和方案特点案例分享04PART福建某新能源厂家A监测仓库内电池包静置状态下的温度状态，避免产生火灾造成安全隐患。监测电池试验过程中的温度变化，生成测试报告，提供可分析数据。在温箱内集成红外热成像摄像机监测温箱内环境温度、电池测试过程。双光卡片机564台/双光

27、半球16台/单光精确测温AT系列42台/超高温ATU系列3台/轻载云台12台1.可视化监测：不影响被测物体，实时获取电池表面温度数据。2.报警提醒：客户端平台软件支持多种报警方式，支持报警联动弹窗、抓图、录像，报警信息实时推送至工作人员。3.数据可分析：可提供客户电池试验过程温度数据曲线，便于二次分析。4.节约成本：全天候724h实时在线监测表面温度分布，大大减少人力投入、降低企业成本、保障人身安全。仓储监测需求 电池试验过程监测需求 高低温防爆温箱需求 产品清单 项目价值 某新能源厂家B监测电池生产线中电芯、模组及PACK的温度状态，生产过程人员行为分析（静电服穿戴、吸烟识别）火点检测。双光

28、卡片机243台/双光半球25台/单光专业测温AT系列10台/轻载云台10台1.生产过程监测：不影响被测物体，实时获取电芯、模组、PACK表面温度数据。2.报警提醒：客户端平台软件支持多种报警方式，支持报警联动弹窗、抓图、录像，报警信息实时推送至工作人员。3.数据可分析：可提供客户电池试验过程温度数据曲线，便于二次分析。4.节约成本：全天候7X24h实时在线监测表面温度分布，大大减少人力投入、降低企业成本、保障人身安全。生产过程监测需求 产品清单 项目价值网址：销售热线：400-998-3088技术支持热线：400-883-0800地址：山东省烟台市经济技术开发区贵阳大街11号烟台艾睿光电科技有限公司更多信息请关注微信公众号Thanks睿 创 微 纳(股 票 代 码:6 8 8 0 0 2)全 资 子 公 司